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轻型卡车驾驶室结构优化及其内部噪声控制研究
| 论文题名： | 轻型卡车驾驶室结构优化及其内部噪声控制研究 |
| 关键词： | 轻型卡车;驾驶室结构;噪声控制;有限元计算 |
| 摘要： | 本文以某轻型卡车驾驶室为研究对象，基于有限元仿真计算与试验相结合的方法，针对驾驶室从结构轻量优化到内部噪声控制二次优化这一流程开展了系列研究工作。 建立驾驶室结构有限元模型，并通过对比试验和仿真计算的模态参数来验证结构有限元模型的准确性。分析了驾驶室主要静力学性能，包括弯曲刚度、扭转刚度以及在加速、制动和转向这三个典型工况下的驾驶室结构应力集中情况。 采用层次分析法得到了轻量化模型中主要约束响应的权重系数，并结合直接灵敏度分析提出了加权相对灵敏度概念。根据加权相对灵敏度的分析结果确定设计变量及其优化方向，提高了优化变量选择的准确性，进而提升了优化过程中的计算效率。在保证驾驶室主要静动态性能不降低的前提下，优化驾驶室部分构件厚度。优化后的驾驶室质量比优化前减轻了8.7％，主要静动态性能均有不同程度地提高。 建立轻量化后驾驶室声腔有限元模型，通过NTF试验与仿真计算结果对比验证其准确性。采用耦合声学有限元法，计算得到了驾驶室固有声学特性，识别出对声质量影响较大的几个峰值声压频率点。利用基于ATV法的板块贡献量分析方法和基于MATV法的模态贡献量分析方法进行声学贡献量分析，识别出对几个噪声峰值贡献较大的板块和模态，为二次优化指明方向。 为控制轻量化后驾驶室内噪声水平，首先基于拓扑优化的方法对低阶局部模态较多的顶棚进行加梁处理，提高顶棚的局部刚度。接着对自由阻尼层进行有限元建模和驾驶室整体单元应变能计算，综合考虑峰值频率点处的板件贡献量和模态贡献量，得到驾驶室主要板件的综合模态应变能，并基于此对板件进行自由阻尼层优化铺设。二次优化后，关注的几个声压峰值均有下降，达到了预期噪声控制目标。 |
| 作者： | 杜选福 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 陈剑 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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